O mistério da molly amazônica (Poecilia formosa) e suas populações 100% femininas

Molly amazônica (Poecilia formosa) e populações 100% femininas

Pode parecer absurdo, mas a molly amazônica (Poecilia formosa), um peixe que vive em rios, lagos e áreas alagadas do México e do Texas, ocorre em grande parte da sua distribuição em populações formadas por 100% de fêmeas.

Em 1932, a molly amazônica tornou-se o primeiro vertebrado conhecido a se reproduzir por clonagem, originando populações inteiramente femininas.

Um novo estudo genético trouxe pistas importantes para um mistério antigo: como - e por que - isso acontece.

Proporção de sexos: humanos e extremos no reino animal

Entre humanos, a proporção de mulheres é de aproximadamente 50%. Alguns países, como Maldivas (38% de mulheres) e Moldávia (54% de mulheres), fogem desse padrão, mas essas diferenças podem ser explicadas, em grande parte, por imigração e emigração de homens.

No entanto, no reino animal aparecem proporções de sexos muito mais dramáticas. Em populações de batuíra-de-coleira (Kentish plover), nas quais os machos cuidam dos filhotes, há apenas 14% de fêmeas. Já em populações de tartarugas marinhas, em que o sexo é determinado pela temperatura, a proporção costuma ultrapassar 75% de fêmeas.

Sexo, recombinação e as desvantagens de ser idêntica

A maioria das espécies animais se reproduz sexualmente. Isso envolve a fusão de dois gametas - o espermatozoide e o óvulo - que dá origem a um embrião. Nesse processo, ocorre a recombinação, que embaralha de forma aleatória o material genético herdado da mãe e do pai.

Com isso, os descendentes ganham mais variabilidade e novas combinações de características. Essa diversidade genética aumenta as chances de a espécie sobreviver se o ambiente mudar.

A molly amazônica, porém, se reproduz de forma assexuada, sem mistura de material genético. O resultado é uma queda na diversidade genética, o que deixa as populações vulneráveis à extinção - se uma molly amazônica for suscetível a uma doença, todas serão.

E existe outro problema em ser igual.

Espécies assexuadas tendem a acumular mutações prejudiciais com maior facilidade. Esse efeito, chamado catraca de Muller, prevê que clones deveriam desaparecer em até 10.000 anos.

Ainda assim, a molly amazônica - um híbrido que surgiu por reprodução sexuada entre uma fêmea de molly do Atlântico (P. mexicana) e um macho de molly-de-vela (P. latipinna) - persiste há mais de 100.000 anos.

Então, qual é o segredo dessa permanência?

Conversão gênica: como a molly amazônica freia a catraca de Muller

A conversão gênica é um mecanismo em que uma versão de um gene substitui outra. Na maioria das espécies, como os humanos, esse processo é usado para reparar danos no DNA.

Na molly amazônica, porém, a conversão gênica desacelerou a catraca de Muller. O estudo novo concluiu que a conversão gênica parece desempenhar a mesma função que a recombinação.

Na prática, isso permite ao peixe eliminar mutações nocivas e manter as benéficas.

De fato, mesmo se reproduzindo de modo assexuado, a molly amazônica apresenta diferenças de formato corporal entre populações - um sinal de evolução em resposta ao ambiente local.

Partenogênese e ginogênese: “virgin birth” com ajuda de machos

A molly amazônica se reproduz por um processo chamado partenogênese, também conhecido como "virgin birth", no qual os filhotes são gerados a partir de um gameta não fecundado.

Isso favorece o crescimento rápido de genótipos bem-sucedidos (os “projetos genéticos” dos organismos), porque todas as mollies amazônicas conseguem se reproduzir sem precisar encontrar um parceiro. Assim, animais originados por “nascimentos virginais” conseguem colonizar habitats com rapidez.

A partenogênese pode ser obrigatória, como na molly amazônica, quando é a única forma de reprodução. Mas também pode ser facultativa, quando a espécie alterna entre reprodução sexuada e assexuada.

Por exemplo, o lagostim marmorizado se reproduz sexualmente em sua área nativa, mas em novos ambientes se estabelece rapidamente de modo assexuado, muitas vezes a partir de uma única fêmea.

A molly amazônica apresenta um tipo de partenogênese chamado ginogênese, em que o esperma é necessário apenas para estimular o desenvolvimento do óvulo não fecundado. Ou seja: a molly amazônica ainda precisa "acasalar" sempre que se reproduz, mas o esperma não é incorporado à prole.

Ela acasala com machos de espécies próximas, que se reproduzem sexualmente. Embora os genes desses machos não sejam transmitidos à geração seguinte, isso ainda assim pode ser vantajoso para eles.

O motivo é que fêmeas frequentemente seguem tendências ao escolher um parceiro. Assim, quando as fêmeas da própria espécie desses machos os veem com uma molly amazônica, a probabilidade de que acasalem com eles aumenta.

Outros vertebrados partenogenéticos e populações só de fêmeas

A partenogênese é comum entre invertebrados, como formigas, abelhas e vespas. Em vertebrados, ela é menos frequente, mas já foi encontrada em outros peixes, anfíbios e répteis (incluindo o dragão-de-komodo), em aves como o condor-da-califórnia e também em tubarões, como os tubarões-martelo.

Outros vertebrados partenogenéticos exclusivamente femininos incluem os lagartos-de-cauda-de-chicote, em que quase um terço das espécies é composto apenas por fêmeas. O lagarto-de-cauda-de-chicote do Novo México chegou até a se tornar um ícone LGBT.

Ao contrário da molly amazônica, esses "lagartos lésbicos" não precisam de esperma para estimular o desenvolvimento do óvulo. Basta que realizem comportamentos de acasalamento para estimular a ovulação, contornando completamente a participação de machos.

Salamandras, kleptogênese e cobras-cegas com cromossomos extras

Algumas salamandras-de-pintas-azuis vêm se reproduzindo de forma assexuada por vários milhões de anos. Embora as populações só de fêmeas se reproduzam de maneira semelhante à da molly, exigindo esperma apenas como gatilho para o desenvolvimento, elas são kleptogênicas.

Isso significa que substituem uma parte do DNA materno por uma parte do DNA presente no esperma do macho, incorporando uma pequena fração do material genético dele aos descendentes.

Esse processo promove a diversidade genética que permitiu que essas salamandras sobrevivessem por tanto tempo.

Assim como a molly amazônica, a cobra-cega-brâmane - também conhecida como cobra-de-vaso, por cavar em plantas cultivadas em vasos - é o único outro vertebrado conhecido que se reproduz exclusivamente por partenogênese.

Essas cobras têm três cópias de cada cromossomo, em vez das duas usuais, provavelmente por causa de um erro de divisão celular em algum momento da história evolutiva da espécie.

Um número maior de cromossomos já foi observado em muitas espécies, inclusive em salmões, com quatro cópias, e em esturjões, com oito cópias.

Mais cromossomos geram mais diversidade genética - o que provavelmente explica como os clones da cobra-cega conseguem existir há tanto tempo.

Talvez ainda existam outros animais só de fêmeas esperando para ser descobertos. Afinal, até poucos anos atrás, nem sabíamos que cobras fêmeas têm dois clitóris.

Louise Gentle, professora principal de Conservação da Vida Selvagem, Universidade Nottingham Trent

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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